Растение, которое «не может умереть», раскрывает свои генетические секреты

Примерно 86 миллионов лет назад, после ошибки в делении клеток, весь геном вилухии удвоился в период усиленной и продолжительной засухи в регионе — возможно, образовав саму пустыню Намиб, Тао Ван, ботаник из ботанического сада «Озеро фей» в Шэньчжэне, Китай, и ведущий автор исследования. Он сказал, что «экстремальный стресс» часто связан с дублированием генома.

Доктор Лич, соавтор исследования, добавил, что повторяющиеся гены также освобождаются от своих первоначальных функций, потенциально принимая новые.

Однако д-р Ван сказал, что получение большего количества генетического материала дорого обходится. «Основная деятельность жизни — это репликация ДНК, поэтому, если у вас большой геном, для поддержания жизни действительно требуется энергия», особенно в таких суровых условиях.

Что еще хуже, большая часть генома Willwichia представляет собой «незначительные» самовоспроизводящиеся последовательности ДНК, называемые обратными транспозонами. Теперь этот хлам необходимо воспроизвести и отремонтировать », — сказал доктор Лич.

Исследователи обнаружили «взрыв» активности транспозонов 1-2 миллиона лет назад, вероятно, из-за повышенного температурного стресса. Но чтобы противостоять этому, геном вилвичии претерпел обширные генетические изменения, которые заставили замолчать нежелательные последовательности ДНК посредством процесса, называемого метилированием ДНК.

Доктор Ван сказал, что этот процесс, наряду с другими селективными силами, значительно сократил объем и стоимость активного обслуживания библиотеки репликационной ДНК Welwitschia, придав ей «эффективный и недорогой геном».

Исследование также показало, что у вилвичии есть другие генетические модификации, скрытые на ее листьях.

Средний лист растения вырастает из верхушки растения или из верхушек его стебля и ветвей. Доктор Ван сказал, что первоначальный кончик нароста вилухии отмирает, и вместо этого листья растут из слабой области анатомии растения, называемой базальной тканью, которая снабжает растение новыми клетками. Большое количество копий или повышенная активность некоторых генов, участвующих в эффективном метаболизме, росте клеток и устойчивости к стрессу в этой области, может помочь этой области продолжать расти в условиях серьезного экологического стресса. Во все более теплеющем мире генетические уроки, преподанные Вильвичией, могут помочь людям выращивать более жесткие и менее жаждущие культуры.